(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動可能なステージ上に載置した基板に荷電粒子ビームを照射して、所望のパターンを描画する荷電粒子ビーム描画装置であって、
前記ステージが移動する加速条件を設定する加速条件設定手段と、設定された加速条件に従ってステージを移動させる駆動手段と、移動するステージ上に載置された基板の所定の位置座標を検出する検出手段と、前記位置座標の基準となる座標からの差分に対する指標データを記憶する指標データ記憶手段とを有し、
前記ステージにテスト用基板を載置し、前記加速条件設定手段で任意の加速条件を設定し、設定した加速条件で前記テスト用基板を載置したステージを移動させ、上記検出手段により、基板上の所定の位置の位置座標をそれぞれ検出すると、各検出座標の基準となる座標からの差分の累積度数分布を算出する算出手段と、前記指標データを読み出して、前記算出された基準となる座標からの差分の累積度数分布データと読み出された指標データとを比較し、基板ずれの有無を判断する判断手段とを備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項２】
前記加速条件は、少なくともステージの加速度と加速時間から構成されていることを特徴とする請求項１記載の荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項３】
前記テスト用基板は、スキャン用マークが複数配置されたものであり、前記指標データは、あらかじめ各スキャン用マークをスキャンして生成し、この生成された指標データを前記指標データ記憶手段に記憶させ、前記スキャン用マークを配置したテスト基板を載置したステージを移動させ、前記検出手段によりスキャンされたスキャン用マークの位置座標を検出することにより、前記基板ずれの有無を判断するものであることを特徴とする請求項１または請求項２記載の荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項４】
前記指標データは、前記テスト用基板に配置された各スキャン用マークをスキャンし、検出された各位置座標の基準となる座標からの差分をとり、この差分値に対する累積度数分布を求めて、分布値に対する前記差分値によって生成されることを特徴とする請求項３記載の荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項５】
前記指標データは、荷電粒子ビーム描画装置に対する既定の仕様値データであり、前記検出手段により検出されるテスト用基板上の所定の位置は、荷電粒子ビームにより、各々同一の加速条件で同一のパターンが描画された位置であることを特徴とする請求項１記載の荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項６】
移動可能なステージ上に載置した基板に荷電粒子ビームを照射して、所望のパターンを描画する荷電粒子ビーム描画方法であって、
前記ステージを駆動機構によって移動させ、この移動するステージ上に載置された基板上の所定の位置座標の基準となる座標からの差分に対する指標データを記憶し、前記ステージが移動する任意の加速条件を設定し、このステージにテスト用基板を載置して前記設定された加速条件で移動させ、前記基板上の所定の位置の位置座標を検出し、各検出座標の基準となる座標からの差分の累積度数分布を算出し、前記記憶された指標データを読み出して、前記算出された基準となる座標からの差分の累積度数分布データと読み出された指標データとを比較し、基板ずれの有無を判断することを特徴とする荷電粒子ビーム描画方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動可能なステージ上に載置した基板に荷電粒子ビームを照射して、所望のパターンを描画する荷電粒子ビーム描画装置に関し、特に、基板ずれの有無を判断することが可能な荷電粒子ビーム描画装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
荷電粒子ビーム描画装置のパターン位置精度を阻害する要因として、描画中の基板ずれがある。図５は、基板ずれが発生した状態を模式的に示した図である。基板中のマーク（図中の+マーク）の上段５列は、理想格子配列に対して基板ずれが生じている。
【０００３】
この基板ずれは、ピンチャック等の基板支持ピンの摩擦係数、ステージの加速度などに依存して発生する。また、上記基板支持ピン、ステージ駆動系の経時劣化が原因で発生する場合もある。
【０００４】
基板ずれが生じている状態で、描画を続行すると、基板自体の損失はもとより、描画時間の損失につながり、ひいては歩留まり低下につながる。
【０００５】
従来、このような基板ずれに対して、予め基板がステージに対して位置ずれを起こすのに必要なステージの移動加速度を記憶しておき、ステージの移動中に位置検出手段による検出結果に基づいてステージの移動加速度を求め、これら両加速度を比較し、実際の移動加速度が異常であると判断した際に警告を発する装置が提案されていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
上記従来技術によれば、移動加速度の異常を検出して警告を発する構成としたため、基板ずれが生じたまま不正確なショット配列の露光を行うことを未然に防ぐことが可能となった。
【特許文献１】特開平６−２０９１８公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記従来技術では、位置ずれを起こすのに必要なステージの移動加速度をどのように決定するのか明確に記載されておらず、この加速度の決定の仕方によっては、正確な基板ずれを検出することができないおそれがあった。
【０００８】
また、上記従来技術では、例えばウェハ露光装置などでは、実際の露光途上で、予め記憶された位置ずれを起こすのに必要なマスクステージの移動加速度に達したときに、マスク基板ずれが生じると判断するものであるが、上記記憶された移動加速度と実際のマスクの移動加速度が同一だった場合の基板ずれの程度、すなわち、位置座標の再現性について考慮されておらず、基板ずれの原因となる装置の劣化の程度は把握できなかった。
【０００９】
さらに、基板ずれは、加速時間の変化による基板にかかる負荷によっても生じるが、上記従来技術では、ステージの加速度のみを基板ずれを判断する条件としているため、基板ずれの有無を判断する精度が低かった。
【００１０】
そこで、本発明は、前記問題点に鑑み、高精度に基板ずれを検出し、基板ずれの原因となる装置の劣化の程度を把握することが可能な荷電粒子ビーム描画装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明にかかる荷電粒子ビーム描画装置は、移動可能なステージ上に載置した基板に荷電粒子ビームを照射して、所望のパターンを描画する荷電粒子ビーム描画装置であって、前記ステージが移動する加速条件を設定する加速条件設定手段と、設定された加速条件に従ってステージを移動させる駆動手段と、移動するステージ上に載置された基板の所定の位置座標を検出する検出手段と、前記位置座標の基準となる座標からの差分の累積度数分布に対する指標データを記憶する指標データ記憶手段とを有し、前記ステージにテスト用基板を載置し、前記加速条件設定手段で任意の加速条件を設定し、設定した加速条件で前記テスト用基板を載置したステージを移動させ、上記検出手段により、基板上の所定の位置の位置座標をそれぞれ検出すると、各検出座標の基準となる座標からの差分の累積度数分布算出手段と、前記設定された指標データを読み出して、前記算出された累積度数分布データと読み出された指標データとを比較し、基板ずれの有無を判断する判断手段とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、テスト用基板を利用して、所定の加速条件における各検出座標の基準となる座標からの差分の累積度数分布を算出し、算出された累積度数分布データと指標データとの差異から基板ずれを未然に判断することができる。
【００１３】
基板ずれは、ステージの加速度と加速時間に依存する。そこで、前記加速条件は、少なくともステージの加速度と加速時間から構成されたものであればよい。
【００１４】
本発明においては、基板上のマークをスキャンした場合、基板上にパターンを描画した場合のいずれの場合でも、基板ずれの判断をすることができる。
【００１５】
スキャンの場合は、前記テスト用基板は、スキャン用マークが複数配置されたものであり、前記指標データは、あらかじめ各スキャン用マークをスキャンして生成し、この生成された指標データを前記指標データ記憶手段に記憶させ、前記スキャン用マークを配置したテスト基板を載置したステージを移動させ、前記検出手段によりスキャンされたスキャン用マークの位置座標を検出することにより、前記基板ずれの有無を判断すればよい。
【００１６】
なお、このスキャンの場合、前記指標データは、各加速条件について、前記テスト用基板に配置された各スキャン用マークをスキャンし、検出された各位置座標の基準となる座標からの差分をとり、この差分値に対する累積度数分布を求めて、分布値に対する前記差分値によって生成するものであればよい。
【００１７】
一方、基板上にパターンを描画する場合については、前記指標データは、荷電粒子ビーム描画装置に対する既定の仕様値データであり、前記検出手段により検出されるテスト用基板上の所定の位置は、荷電粒子ビームにより、各々同一の加速条件で同一のパターンが描画された位置であればよい。
【００１８】
上記課題を解決するため、本発明にかかる荷電粒子ビーム描画方法は、移動可能なステージ上に載置した基板に荷電粒子ビームを照射して、所望のパターンを描画する荷電粒子ビーム描画方法であって、前記ステージを駆動機構によって移動させ、この移動するステージ上に載置された基板上の所定の位置座標の基準となる座標からの差分に対する指標データを記憶し、前記ステージが移動する任意の加速条件を設定し、このステージにテスト用基板を載置して前記設定された加速条件で移動させ、前記基板上の所定の位置の位置座標を検出し、各検出座標の基準となる座標からの差分の累積度数分布を算出し、前記記憶された指標データを読み出して、前記算出された基準となる座標からの差分の累積度数分布データと読み出された指標データとを比較し、基板ずれの有無を判断することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
以上の説明から明らかなように、本発明にかかる荷電粒子ビーム描画装置は、不良基板の描画を未然に防ぎ、装置の稼動効率を向上させることができるという効果を奏する。
【００２０】
また、加速度と加速時間を設定して基板ずれを判断することにより、最適な加速度、加速時間の範囲も求めることができるという効果を奏する。
【００２１】
さらに、支持ピンやステージ駆動系の経時劣化を監視し、装置のメンテナンス作業の効率化を図ることができるという効果も奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１を参照して、１は本発明にかかる荷電粒子ビーム描画装置本体である。荷電粒子ビーム描画装置本体１は、電子光学鏡筒１１と描画室１２とから構成され、電子光学鏡筒１１内には、電子銃１３が設けられている。
【００２３】
電子銃１３から、描画室１２内に設置されているステージ１４上に載置された基板Ｓの上面に荷電粒子ビームＢを図示しない偏向系で偏向して照射し、所望のパターンを描画する。
【００２４】
ステージ１４は、ステッピングモータなどの駆動系２によって移動自在であり、この駆動系２は、ステージ制御部３によって制御されている。このステージ１４の加速条件は、加速条件設定部４で任意に設定可能である。ここで、加速条件とは、少なくとも、加速度と加速時間から構成されたものである。
【００２５】
なお、複数の加速条件ごとに、移動するステージ１４上に載置された基板Ｓの位置座標の再現性に対する指標データを記憶部５に予め記憶させる。
【００２６】
ステージ１４にテスト用基板を載置し、加速条件設定部４で任意の加速条件を設定し、設定した加速条件で前記テスト用基板を載置したステージ１４を移動させ、テスト用基板の所定の位置座標を検出部６で検出すると、再現性算出部７では、各検出座標の基準となる座標からの差分累積度数分布を算出し、判断部８では、前記指標データを記憶部５から読み出して、前記算出された累積度数分布データと読み出された指標データとを比較し、基板ずれの有無を判断する。
【００２７】
本発明にかかる荷電粒子ビーム描画装置１は、加速度と加速時間を設定して基板ずれを判断するので、たとえば、最適な加速度、加速時間の範囲を求めて、モニタ等の出力装置で表示するようにしてもよい。
【００２８】
さらに、支持ピンやステージ駆動系の経時劣化を監視し、装置のメンテナンス作業の必要性の有無を警告するような表示手段を付設してもよい。
【００２９】
以下、具体的な実施形態として、スキャン式と描画式の２つの実施形態について説明する。
【００３０】
図２は、スキャン形式の場合の処理フローである。まず、マーク付のテスト用基板（以下「マーク付基板」という）をスキャンする（Ｓ１１）。マーク付基板は、例えば、同一のマークがマトリクス状に配置されたものであればよい。スキャン座標と基準となる座標との差分の累積度数分布（以下「判別用yield」という）を作成する（Ｓ１２）。
【００３１】
ここで、「判別用yield」とは、図３a, bの点線部に示す通り、上記テスト用基板に配置された各スキャン用マークをスキャンし、検出された各位置座標の基準となる座標からの差分をとり、この差分値に対する累積度数分布を求めて、分布値に対する前記差分値によって生成されたものである。前記判別用yieldの100%値を指標データとする。図３a, bでは、Ｘ座標について、上記差分値（ｎｍ）を横軸に、その累積度数を縦軸にとったグラフを示したものである。なお、判別用yieldが得られたら、データを記憶しておく（図示せず）。
【００３２】
次いで、実際に描画する前に、マーク付基板を荷電粒子ビーム描画装置のステージ上に搬送し（Ｓ１３）、マーク付基板のマークを荷電粒子ビームでスキャンし、基板の位置座標を検出（取得）する（Ｓ１４）。
【００３３】
スキャンで得られた基板の位置座標と基準となる座標からの差分を算出し、累積度数分布を作成する（Ｓ１５）。
【００３４】
算出されたスキャンの累積度数分布の１００％値が、判別用yieldの１００％値より悪ければ、基板ずれが起こっていると判断する（Ｓ１６）。図３aを参照して、たとえば、加速度条件1では累積度数が１００％となる値が２．０ｎｍであり、指標データ２．０ｎｍ以下なので、基板ずれが生じていないと判断すればよい。一方、図３bを参照して、たとえば、加速度条件2では累積度数が１００％となる値が２．５ｎｍであり、指標データ２．０ｎｍより大きいので、基板ずれが生じていると判断すればよい。
【００３５】
図２は、描画形式の場合の処理フローである。描画形式の場合は、スキャン形式と異なり、実際にテスト用基板に描画して基板ずれを判断することになる。まず、描画で使用する基板と同じ基板を荷電粒子ビーム描画装置のステージに搬送する（Ｓ２１）。
【００３６】
所定の加速条件（加速度及び加速時間）を設定し、同一パターンを２回描画する（Ｓ２２）。上記加速条件を変えてＳ２２を繰り返す（Ｓ２３）。上記描画したパターンの位置座標を取得し（Ｓ２４）、加速条件ごとの再現性を調べて（Ｓ２５）、この再現性が装置の既定の仕様値よりも悪ければ、基板ずれが起こっていると判断する（Ｓ２６）。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明にかかる荷電粒子ビーム描画装置のブロック構成概略図
【図２】スキャン形式の場合の処理フロー図
【図３】判別用yieldを示す図
【図４】描画形式の場合の処理フロー図
【図５】基板ずれが発生した状態を模式的に示した図
【符号の説明】
【００３８】
１    荷電粒子ビーム描画装置本体
２    駆動系
３    ステージ制御部
４    加速条件設定部
５    記憶部
６    検出部
７    再現性算出部
８    判断部
【図１】
0005231058.tif 000002
【図２】
0005231058.tif 000003
【図３】
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【図４】
0005231058.tif 000005
【図５】
0005231058.tif 000006